Все науки. №8, 2023. Международный научный журнал

Основные выводы. В ходе анализа результатов предварительных экспериментов, проведенных в разных времях в городах Ташкент и Фергане возникло предположение о наличие коррелляционной связи между параметрами землетрясения и потоков нейтронов и заряженной частиц, т.е. потоки нейтронов и заряженной частиц носит информативных признаков о предстоящих землетрясениях в ближающим будущем. Согласно этому предположению, можно их отнести к предвестникам землетрясений.

Предложена информационно-измерительная система, которая позволить глубокое изучение взаимосвязь между параметров предстоящего землетрясеня и потоков нейтронов и заряженных частиц путем непрерывного мониторинга их и последующей статистической обработки накопленных данных.

Определены условия прогноза всех параметров предстоящего землетрясеня, такие как гипоцентр, магнитуда и время предстоящих землетрясений.

Введение

В настоящее время прогноз землетрясений является одной из наиболее актуальных проблем. Сейсмические катастрофы, вызванные землетрясениями, не только наносят большой экономический ущерб, но и приводят к гибели многих людей.

Основная трудность прогнозирования землетрясений заключается в том, что не разработана модель землетрясения. На практике не существует надежного метода и устройства, которые могли бы предсказать его местоположение, время, энергию или интенсивность, которые могли бы удовлетворить практические требования как по точности, так и по скорости. Однако эти требования делятся не только по уровню знаний о землетрясениях, но и на прогнозы для конкретных целей, долгосрочные прогнозы или краткосрочные прогнозы в зависимости от разных типов практических целей. На данный момент актуален краткосрочный прогноз. Это основа для четкого предупреждения о надвигающейся катастрофе и принятия срочных мер по уменьшению ущерба от землетрясения. В данной статье представлена информация об устройстве и информационной системе, предназначенной для измерения параметров физического процесса, которые могут служить для краткосрочного прогнозирования.

В патенте Узбекистана на полезную модель [1] предложено измерительное устройство для краткосрочного прогнозирования. В этом устройстве поступающие из-под земли заряженные частицы и потоки нейтронов воздействуя на сцинциляционных детекторов, порождают оптические импулсы, которые преобразуется в электрические импульсы с помощью фотоэлектронных умножителей, прикрепленных сцинтилляционным детекторам (рис. 1). Таким образом это устройство позволяет измерять поток нейтронов и заряженных частиц, поступающих из-под земли. Не смотря на ничтожность величины потоков, характер изменения вероятно носить информацию о главном первопричиние их возникновения. Непрерывный мониторинг величин потоков позволить проведение корреляционного анализа между ними и между параметрами землетрясений. На основе корреляционного анализа могут быть созданы точные методы прогнозирования приближающего землетрясения.

Рис.1. Устройство для измерения потоков нейтронов и заряженных чатиц:

а-аксонометрический вид; b-вид спереди в разрезе; уголь ?=45

1— центральные сцинтилляционные детекторы; 2-ФЭУ-84;

3-детекторы направления, 4-ФЭУ-125; 5-углеродные поглотители;

6-нейтронные счетчики.

Для такого корреляционного анализа необходимы результаты весьма масштабных измерительных работ. То есть необходимо постоянно контролировать значения потоков, получаемых устройством, и записывать их в соответствующую информационную базу. Кроме того, для исследования зависимости этих токов от расстояния необходимо не менее трех устройств и размещать их в виде треугольников на расстоянии не менее 200 км друг от друга в сейсмически активных зонах.

Параметры землетрясения – магнитуда, время, координаты гипоцентра, заряженные частицы и потоки нейтронов от предлагаемых для прогноза устройств должны быть одновременно зафиксированы в одной информационной базе в хронологическом порядке.

Кроме того, параметры всех землетрясений происходивщие вовремя мониторингга нейтронных потоков и заряженных частиц такие как – время, магнитуда и координаты гипоцентра – должны быть включены в информационную базу в хронологическом порядке.

Для построения адекватных регрессионных модели прогноза параметров предстоящего землетрясения количество экспериментов должен быт неменее количество соответствующих датчиков комплекса. Например, для построения регрессионных модели прогноза параметров гипоцентра, исходя из количество датчиков направления, количество экспериментов должно быть неменее 24, а для прогноза магнитуды количество экспериментов должно быть не менее 3.

Этот процесс является режимом «обучения» предлагаемой измерительно-информационной системы. Собрав достаточное количество статистических данных в этом режиме, можно будет построить математическую модель, прогнозирующую параметры предстоящего землетрясения, используя регрессионный анализ результатов измерений. Предлагаемая измерительно-информационная система тогда станет комплексом, прогнозирующим параметров возможного землетрясения. Как и любая SMART-система, эта система всегда работает в режиме «прогноз-коррекция», при этом точность прогнозирования параметров землетрясений повышается.

Предлагаемая измерительно-информационная система построена на основе современных средств передачи информации и информационно-коммуникационных технологий. Ниже представлена структурная схема одного канала измерительного устройства измерительно-информационной системы:

Рис 2. Структурная схема передачи информации от измерительного устройства

Здесь:

• Device to be monitored – измерительное устройство, показанное на рисунке1.

• UART- universal asynchronous receiver/transmitter – универсальный асинхронный приемо – передатчик;

• Microcontroller – микроконтроллер с аналого-цифровым преобразователем;

• SPI – последовательный интерфейс передачи информации;

• EtherSield – модуль Ethernet;

• Hardware – набор программируемых измерительных устройств.

Рис. 3. Структурная схема системы

Здесь:

• Аппаратное обеспечение – технические средства системы, установленные в городах Фергана, Ташкент, Самарканд;

• Веб-сервер – это сервер приложений, который собирает и обрабатывает информацию.

В целях реализации предложенной информационно-измерительной системы в городах Фергана, Ташкент и Самарканд установлены три «Програмно – аппаратный измерительный комплекс». Результаты измерений, полученные с этих комплексов, вносятся в информационную базу через приложения веб-сервера на сайте pribori.uz. На рисунке 3 показана структурная схема системы.

Рис.– 4. Интерфейс для визуализации данных системы

На рисунке 4 ниже показан интерфейс визуализации данных системы.

Выводы

В ходе анализа результатов предварительных экспериментов, проведенных в разных времях в городах Ташкент и Фергане возникло предположение о наличие коррелляционной связи между параметрами землетрясения и потоков нейтронов и заряженной частиц, т.е. потоки нейтронов и заряженной частиц носит информативных признаков о предстоящих землетрясениях в ближающим будущем. Согласно этому предположению, можно их отнести к предвестникам землетрясений.

Предложеная информационно-измерительная система позволить глубокое изучение взаимосвязь между параметров предстоящего землетрясения и потоков нейтронов и заряженных частиц.

Определены условия прогноза всех параметров предстоящего землетрясеня, такие как гипоцентр, магнитуда и время предстоящих землетрясений.

Литература

1. A. U. Maksudov, M. A. Zufarov, «Predvaritelnye dannye registratsii predvestnikov zemletryaseniya modernizirovannoi ustanovkoi», Comp. nanotechnol., 2017, no. 3, 33—35

2. Регрессионные модели для прогнозирования землетрясений. Рахимов Р. Х., Умаралиев Н., Джалилов М. Л., Максудов А. У. Computational nanotechnology 2018, no. 2, 40—42

3. Махсудов А. У., Умаралиев Н., Джалилов М. Л., Жyраев Н. М. //Оценка результатов измеряемых детектором параметров предвестника землетрясения// Республиканская научно техническая конференция «Му?обил энергия турлари ва улардан фойдаланиш исти?боллари» ФерГУ (12 май) Фергана 2017г.

4. Asatulla U. Maksudov & Mars A. Zufarov, Measurement of neutron and charged particle fluxes toward earthquake prediction//Earthquake Science, ISSN 1674—4519, Earthq Sci, DOI 10.1007/s11589-017-0198-z;

5. Б.С.Юлдашев, Р.А.Муминов, А.У.Максудов, Умаралиев Н. и др. Новый ядерно-физический метод регистрации предвестников землетрясения. ДАН РУз, 2018, №1, с. 4—6.

6. Maksudov A. U., (2017), Creation of global networks for registration of earthquake precursors. Сomputational nanotechnology. 1: 33—35;

7. Maksudov A. U., (2016), Monitoring of seismic precursors for earthquake prediction. Сomputational nanotechnology. 1: 52—61;

8. Kurskeev A. K., (2011), Earthquake and seismic safety. Almaty, Kazakhstan, «EVRO», p. 504.

9. Yuldashbaev T. S., Maksudov A. U., (2010) Development of a method for registering earthquake precursors from observations of temporal variations in the flux of cosmic rays and neutrons. Reports of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan. V. 14, No. 3, pp. 144- 148.

10. Yuldashbaev T.S., Maksudov A.U., Preliminary results of the study of temporal variations of cosmic rays in a new experimental setup. Reports of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, 2012, v.14, No. 3, pp. 14—16.